现代仪器分析技术在水质分析化验中的应用研究王绍伟

王绍伟

摘要：其实，对于微观世界，这是人们肉眼看不到的，人们对它的认识是有限的。但是，近年来，随着微观科学发技术的发展，人们可以利用一些现代的仪器对微观世界进行分析。一些分析方法和手段已经被利用到水质分析中为水处理等方面提供了具体可靠的数据。本文就现代仪器分析技术在水质分析化验中的应用研究进行探讨，在介绍现代仪器分析基础上，介绍了现代仪器分析技术在水质分析化验中的具体应用，并对其未来发展进行展望，以供参考。

关键词：现代仪器分析技术水质分析化验应用研究

近年来，随着科学技术的发展，现代仪器分析结合这些技术例如如量子学、光谱学、微积分、生物学、激光和电子计算机技术取得了一些进步，极大地提高了这些仪器的分析效率，使得分析结果更加准确。由于这些优点，现代仪器分析技术被广泛应用在了水质分析化验中。

一、分析仪器的简要介绍

1.1常规分析仪器介绍

分析仪器，如字面意思是用来分析的仪器，也就是将不能为人所识别的信号转化成可以为人所理解识别的信息。分析方法有所区别，因为分析的对象不同，分析的项目也不同，分析的目的也是不同的，对于不同的分析，所需要的分析数据也不同，就需要不同的仪器。但是无论是分析的物质怎样，分析的复杂程度怎样不同，分析仪器都基本上包括了四部分：第一部分，信号发生部分；第二部分，输入换能部分或者是检测部分；第三部分是信号处理部分；第四部分是输出换能器或者是读出部分。信号发生器的作用是从试样组分产生分析信号，它可以是试样本身，但是在许多仪器中，信号发生器都比较复杂；检验器是将一种类型的信号转变成另一种类型信号的器件，信号处理器是将从检测器出来的信号进行加工，也可通过整流使其变为直流信号，或将其转变成交流信号；手动和半自动实验方法、分析仪器也正逐步被计算机控制技术与网络通信技术融合的在线或自动分析检测所代替。读出器件是将从处理器出来的放大信号转变成一种可以被人读出的信号，它的形式有表头、记录仪、示波器、指针或标尺和数字器件等。

1.2特殊水质专用测量仪器介绍

除常规分析仪器应用于水质分析外，为满足水质分析项目的特殊需要，一些水质专用测量仪器也相继出现。主要有以下几种。1)浊度仪：利用光透过法、光散射法等测定水样混浊程度的仪器；2)油分测定仪：利用红外吸收法、浊度法、紫外吸收法或荧光法原理开发的专用于油分测定的仪器；3)测汞仪：以原子荧光法和冷原子吸收法为测定原理，专用于测量汞元素的仪器；4)生化需氧量(BOD)测定仪：用测压式和生物膜电极测量水样中氧的消耗馈的仪器；5)化学需氧量(COD)测定仪：根据COD的化学测量方法，利用分光光度法检测分；6)总需氧量(TOD)测定仪：将一定体积的待测水样连同含有已知浓度氧的载气一起通人燃烧管中，在高温、催化的条件下进行燃烧，消耗r载气中的部分氧，使氧的浓度降低，再用氧气检测器测出剩余的氧浓度，然后将该浓度与已知浓度的标准液耗氧量进行比较，求出TOD值。

二、现代仪器分析技术在水质分析化验中的具体应用

现在利用最多的仪器分析方式多采用光学分析或者是电化学分析，热分析方法以及放射性的化学分析法也是经常会用到的，分离法更是常见的方法之一。利用仪器进行分析较之于经典的化学分析方法重现性更为直观，并且仪器的灵敏度比较高又可控，使用的实验样品少并且仪器的数据通过计算机可以直接分析出结果，省去了很多人力物力，效率高，且失误率低。

2.1原子吸收光谱法（AAS）

原子吸收法适用范围较为广泛，并且灵敏度较高、抗干扰能力强、稳定性高，可以高效准确地检测七十多种元素。在水质分析中，原子吸收光谱主要用于检测镉、铜、铅等重金属元素。饮用水中重金属含量的测定主要方法就是原子吸收光谱法，故AAS广泛应用于生活用水的分析检测。

2.2光学分析法

利用光学方法进行分析是根据检测用的能量以及当能量碰撞上待检测物后辐射出信号，研究人员可以根据这种特殊的光学信号变化进行分析。而光学分析又可以分成光谱分析法和非光谱分析法，辐射能量作用于物质时如果有能量级跃迁则成为光谱法，如果能量作用于物质时没有能级的跃迁则成为非光谱法。除了这种分类方式，还可以根据作用的对象区分为分子光谱或者是原子光谱。

2.3紫外-可见吸收光谱法（UV-VIS）

紫外-可见吸收光谱法的主要优势体现在无二次污染、高效灵敏、样品无需预处理、操作简便、成本低、应用范围广等。紫外-可见光谱法检测器应用于水质分析的方法，主要包括连续光谱检测技术和化学计量分析技术。目前，在水质分析研究中，紫外-可见吸收光谱法可用于样品的浊度（TURB）测定、总需氧量（COD）测定、总有机碳（TOC）测定和硝酸盐氮（NO3-N）测定。除了常见的仪器分析方法，近些年，研究者相继研究出一些水质检测分析专用的分析仪器，如浊度仪、油分测定仪、测汞仪、生化需氧量（BOD）测定仪、总需氧量（COD）测定仪、总有机碳（TOC）测定仪等。

2.4拉曼光谱法

在目前的水质分析中，拉曼光谱的应用不像前三种那么广泛，但比起前三种方法，拉曼光谱有独特的优势：检测所需样品量很少，且样品制备简单，不需要进行物理或化学的处理，检测过程中对样品也无任何损伤；灵敏性很高，可用于痕量化合物的检测，水质污染物中很多需要控制的污染物成分含量都很低，但对水体的污染性很强，利用拉曼光谱可将这些含量极少的成分检测出来；可分析水体中复杂污染物质的结构信息，便于研究者从根本上探索相应的治理方法等。除此之外，拉曼光谱可分析检测的物质中种类繁多，很多无机、有机、和放射性污染物都可由拉曼光谱进行检测。

三、现代仪器分析技术在水质分析化验中的发展

随着各种现代仪器分析技术的发展和进步，各种分析仪器向着智能化、小型化、自动化的方向改进，减轻了分析人员的工作强度，提高了分析结果的灵敏度、准确性和稳定性。仪器分析技术在环境检测和治理中的应用越来越广泛，也推动了水质分析的快速发展。目前，已经有不少水质分析技术可以实现对于测定样品的远距离监测与测量，将会大幅提高水质分析效率，同时也会节省大量的人力物力。伴随仪器分析技术在水质分析中应用的日趋成熟，可逐步建立起水质分析的专业数据库并不断完善，为未来可能发生的水质污染事故提供详细的参考资料。

参考文献：

[1]刘强玲.现代仪器分析技术在水质分析化验中的应用研究[J].工程技术:引文版，2016(4)

[2]徐明.现代仪器分析及其在水质分析中的应用[J].科研，2017(1)

[3]沙姜华.论述现代仪器分析及其在水质分析中的应用[J].工业